SCHALTVORRICHTUNG

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Schaltvorrichtung wird bevorzugt in einem Hochspannungsnetz verwendet und dient dort bevorzugt dem Schalten grosser Ströme mit hoher Steilheit der wiederkehrenden Spannung.

STAND DER TECHNIK

[0002] Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik Bezug, wie er etwa in US 4.087,664 A angegeben ist. Eine in diesem Stand der Technik beschriebene Schaltvorrichtung für ein Hochspannungsnetz enthält zwei Stromanschlüsse, zwischen denen in Serie liegend ein Druckgasschalter mit SF₆ als Löschgas und ein Vakuumschalter angeordnet sind. Der Vakuumschalter ist derart ausgebildet, dass er sowohl Nenn- als auch Kurzschlussströme führen und schalten kann. Ein solcher Vakuumschalter ist daher sehr aufwendig. Zudem wird der Vakuumschalter separat und synchronisiert zum Druckgasschalter angetrieben. Da der Vakuumschalter einen wesentlich kleineren Hub als der Druckgasschalter hat, ergibt sich so zusätzlich ein erheblicher Aufwand für den Antrieb und die Steuerung des Vakuumschalters. Zudem benötigt der Vakuumschalter eine sehr hohe Kontaktandruckkraft, um im Einschaltzustand ein vorzeitiges Abheben seiner gegebenenfalls von Kurzschlussstrom durchflossenen Elektroden zu verhindern.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0003] Der Erfindung, wie sie in dem unabhängigen Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit geringem Aufwand hergestellt und betrieben werden kann und die dennoch grosse Ströme mit hoher Steilheit der wiederkehrenden Spannung zu unterbrechen vermag.

[0004] Die Schaltvorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich durch praktisch wartungsfreien Betrieb und hervorragendes Schaltvermögen aus. Da an den mindestens einen Vakuumschalter keine grossen Anforderungen hinsichtlich der Abschaltleistung und der Dauerstrombelastbarkeit gestellt werden, kann die erfindungsgemässe Schaltvorrichtung zudem äusserst kostengünstig hergestellt werden. Der mindestens eine Vakuumschalter kann ein in der Mittelspannungstechnik in grossen Stückzahlen verwendetes und daher besonders preiswertes Serienprodukt sein. Dies ist dadurch bedingt, dass der mindestens eine Vakuumschalter im Nebenschluss zu einer Nennstrombahn des Druckgasschalters liegt und daher bei Nennstrombetrieb allenfalls einen geringen Bruchteil des durch die Schaltvorrichtung fliessenden Nennstroms führt. Erst oberhalb eines bestimmten Kurzschlussstromwertes wird der Vakuumschalter der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung in den nun Kurzschlussstrom führenden Strompfad kommutiert. Der durch den Vakuumschalter fliessende hohe Kurzschlussstrom erzeugt starke elektrodynamische Kräfte, welche die Elektroden des Vakuumschalters auseinandertreiben und so den Kurzschlussstrom unterbrechen.

[0005] Diese elektrodynamischen Kräfte reichen bei entsprechender Bemessung des kurzschlussstromführenden Pfades vollkommen aus, um die Elektroden des Vakuumschalters soweit voneinander zu trennen, dass die Unterbrechung des Kurzschlussstromes sichergestellt ist.

[0006] Wie bei der Weiterbildung gemäss Patentanspruch 2 angegeben ist, kann durch geeignete Anordnung des Vakuumschalters zusätzlich auch eine leicht zu koordinierende Antriebsunterstützung durch den Druckgasschalter bei der Trennung der Elektroden durch die elektrodynamischen Kräfte des Kurzschlussstromes ausgenutzt werden.

[0007] Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Schaltvorrichtungen nach der Erfindung enthält anstelle des mindestens einen Vakuumschalters ein Modul mit zwei oder mehr gleichartigen, zueinander parallel geschalteten und ausgerichteten Vakuumschaltern. Ein solches Modul weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass durch Aufteilung des Kurzschlussstromes auf mehrere kleine Vakuumschalter mit geringer Abschaltleistung die Schaltvorrichtung nach der Erfindung besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Zu bevorzugen ist hierbei die Verwendung eines Moduls mit drei zueinander parallel geschalteten, gleichartigen Vakuumschaltern, welche parallel ausgerichtet an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. Bei einem derart ausgebildeten Modul wird eine induktivitätsarme Stromführung erreicht, wird der abzuschaltende Strom gleichmässig auf die drei Vakuumschalter verteilt, und werden die den Antrieb der Elektroden bewirkenden elektrodynamischen Stromkräfte symmetrisch auf die drei Vakuumschalter aufgeteilt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0008] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1

eine Aufsicht auf eine im Schnitt dargestellte Ausführungsform einer ersten Schaltvorrichtung nach der Erfindung mit einem mehrere Vakuumschalter enthaltenden Modul,

Fig.2

eine Aufsicht auf eine im Schnitt dargestellte erste Ausführungsform des Modul der Schaltvorrichtung gemäss Fig.1,

Fig.3

eine Aufsicht auf eine im Schnitt dargestellte zweite Ausführungsform des Moduls der Schaltvorrichtung gemäss Fig.1,

Fig.4

eine Aufsicht auf eine im Schnitt dargestellte dritte Ausführungsform des Moduls der Schaltvorrichtung gemäss Fig.1, und

Fig.5

eine Aufsicht auf eine im Schnitt dargestellte Ausführungsform einer zweiten Schaltvorrichtung nach der Erfindung mit einem mehrere Vakuumschalter enthaltenden Modul.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0009] In allen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch gleichwirkende Teile. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltvorrichtung ist zum Einsatz in Hochspannungsnetzen mit Spannungen von typischerweise 100 und mehr kV vorgesehen und enthält ein mit SF₆ oder einem anderen Isoliergas gefülltes zylinderförmiges Gehäuse 1 mit einem Mantel aus Isolierstoff und mit zwei Deckplatten, von denen die obere als einer von zwei Stromanschlüssen 2, 3 der Schaltvorrichtung dient. Die obere Deckplatte trägt einen Gleitkontakt 4 und weist eine nicht bezeichnete Öffnung auf, durch die ein von einem als Pfeil dargestellten Antrieb 5 in Richtung der Achse des Gehäuses 1 verschiebbares und vom Kontakt 4 gleitend kontaktiertes Schaltstück 6 aus dem Gehäuse 1 geführt ist. Das Schaltstück 6 weist an seinem vom Antrieb 5 abgewandten freien Ende in koaxialer Anordnung einen hohlen Abbrandkontakt 7 und einen den Abbrandkontakt umgebenden hohlen Nennstromkontakt 8 auf. Die untere Deckplatte des Gehäuses 1 ist als Scheibenisolator 9 ausgebildet und trägt einen längs der Achse des Gehäuses 1 ausgerichteten und durch den Scheibenisolator 9 geführten Abbrandkontakt 10. Auf der ins Innere des Gehäuses 1 weisenden Seite des Scheibenisolators 9 ist ein den Abbrandkontakt 10 konzentrisch umgebender Nennstromkontakt 11 angeflanscht, wohingegen auf der entgegengesetzten Seite des Scheibenisolators 9 ein metallenes Gehäuse 12 eines Moduls 13 angeflanscht ist.

[0010] Das Modul 13 enthält mehrere, vorzugsweise drei, axialsymmetrisch um die Achse des Gehäuses 12 verteilt angeordnete, gleichartige Vakuumschalter 14, von denen nur zwei dargestellt sind. Die Vakuumschalter sind vergleichsweise klein bemessen und weisen jeweils ein relativ geringes Hochspannungs-Schaltvermögen auf. Als Vakuumschalter 14 können daher preiswerte Serienprodukte verwendet werden, wie etwa in grossen Stückzahlen hergestellte Vakuumröhren für Spannungen von typischerweise 10 bis 40 kV. Jeder der Vakuumschalter 14 besitzt eine feststehende 15 und eine bewegliche Elektrode 16. Die feststehenden Elektroden 15 der Vakuumschalter 14 sind an einer Seite einer plattenförmigen Kontaktbrücke 17 befestigt. Die Kontaktbrücke 17 trägt auf der entgegengesetzten Seite einen hohlen Kontakt 18. Dieser hohle Kontakt ist in elektrisch leitendem Eingriff ist mit einem nicht bezeichneten Gegenkontakt des Druckgasschalters, welcher an dem aus dem Gehäuse 1 geführten Ende des Abbrandkontaktes 7 vorgesehen ist. Die beweglichen Elektroden 16 der Vakuumschalter 14 werden starr von einem plattenförmigen Stromkollektor 19 gehalten und sind über den Stromkollektor 19, flexible Leiterstücke 20 und einen leitend ausgebildeten Abschnitt des Modulgehäuses 12 mit dem Stromanschluss 3 der Schaltvorrichtung elektrisch leitend verbunden. Auf den Stromkollektor 19 wirkt ein Antriebssystem 21, welches ausschliesslich von einem die Vakuumschalter 14 bei einem Ausschaltvorgang durchfliessenden Kurzschlussstrom betätigt wird.

[0011] Bei dieser Schaltvorrichtung wird im eingeschalteten Zustand (rechter Teil von Fig. 1) Nennstrom überwiegend in einem den Stromanschluss 2, den Gleitkontakt 4, die Nennstromkontakte 8, 11, Flanschverbindungsschrauben 22, das Gehäuse 12 und den Stromanschluss 3 umfassenden Nennstrompfad geführt. Wegen des vergleichsweise hohen Widerstandes wird ein verhältnismässig geringer Anteil des Nennstroms in einem parallel zum Nennstrompfad geschalteten Löschstrompfad geführt. Dieser Löschstrompfad umfasst den Stromanschluss 2, den Gleitkontakt 4, die Abbrandkontakte 7, 10, den hohlen Kontakt 18, die Kontaktbrücke 17, die Elektroden 15 und 16 der zueinander parallelgeschalteten Vakuumschalter 14, den Stromkollektor 19, die flexiblen Leiterstücke 20, das Gehäuse 12 und den Stromanschluss 3. Da die Vakuumschalter praktisch keinen Nennstrom führen, können sie klein dimensioniert sein.

[0012] Beim Ausschalten von Nennstrom (linker Teil von Fig.1) bewegt der Antrieb 5 das Schaltstück 6 in Pfeilrichtung nach oben. Es werden nun zunächst die beiden Nennstromkontakte 8, 11 voneinander getrennt und der abzuschaltende Strom vom Nennstrom- in den Löschstrompfad kommutiert. Durch nachfolgendes Trennen der Abbrandkontakte 7 und 10 wird sodann der abzuschaltende Strom vom Druckgasschalter im Löschstrompfad unterbrochen.

[0013] Beim Ausschalten von Kurzschlussstrom kommutiert entsprechend dem zuvor beschriebenen Schaltvorgang der abzuschaltende Strom in den Löschstrompfad. Im Bereich der Vakuumschalter 14 wird dieser Strom gleichmässig aufgeteilt, so dass jeder Schalter nur einen Bruchteil des Kurzschlussstroms führen muss. Die beiden Elektroden 15, 16 der Vakuumschalter 14 sind ohne Verwendung des Antriebs 5 voneinander trennbar. Sie sind durch das Antriebssystem 21 mit einer Kontaktkraft beaufschlagt, welche unterhalb eines Grenzwertes des Kurzschlussstroms ein Trennen der Elektroden 15, 16 verhindert. Daher werden nicht nur Nennströme, sondern auch vergleichsweise geringe Kurzschlussströme ausschliesslich mit dem Druckgasschalter abgeschaltet. Überschreitet jedoch die Grösse des Kurzschlussstromes den Grenzwert, so bewirkt das Antriebssystem 21 ohne Ansteuerung von aussen ein Öffnen der Elektroden 15, 16 und ein Abschalten des Kurzschlussstroms. Die Vakuumschalter 14 werden daher nur dann betätigt, wenn dies - wie etwa beim Abschalten schwerer Kurzschlussströme - unbedingt notwendig ist. Sie sind daher nur auf eine geringe Anzahl an Schaltvorgängen auszulegen. Die hierbei auftretende anfängliche wiederkehrende Spannung hoher Steilheit kann problemlos von den in Serie geschalteten, geöffneten Schaltstellen des Druckgasschalters und der Vakuumschalter gehalten werden.

[0014] In den Figuren 2 bis 4 sind drei Module 13 mit unterschiedlich ausgeführten Strukturen des Antriebssystems 21 dargestellt. Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform ist eine vorzugsweise als Schraube oder Spirale gekrümmte Kontaktandruckfeder 23 vorgesehen, welche mit ihrem oberen Ende auf der von den Elektroden 16 abgewandten Seite des Stromkollektors 19 und mit ihrem unteren Ende auf dem Gehäuse 12 abgestützt ist. Diese Feder erzeugt die erwünschte Kontaktandruckkraft der Elektroden 15, 16. Durch geeignetes Vorspannen der Kontaktandruckfeder 23, etwa mittels einer im Gehäuse 12 geführten, nicht dargestellten Stellschraube, kann die erwünschte Kraft leicht eingestellt werden. Oberhalb des durch die Kontaktandruckkraft festgelegten Grenzwertes des abzuschaltenden Stroms werden die Elektroden 15, 16 aufgrund der elektrodynamischen Kräfte des Stroms voneinander getrennt und der Strom in den Vakuumschaltern 14 unterbrochen. Die Federkonstante der Feder 23 und die trägen Massen des Stromkollektors 19, der starr damit verbundenen beweglichen Elektroden 16 sowie weiterer bewegter Teile des Moduls 13, wie der flexiblen Leiterstücke 20, sind derart bemessen sind, dass bei einem Ausschaltvorgang ein Schliessen der Elektroden 15, 16 erst nach der sicheren Unterbrechung des abzuschaltenden Stroms erfolgt. Dadurch wird ein Verschweissen der Elektroden 15, 16 der Vakuumschalter 14 weitgehend verhindert.

[0015] Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform dient die Kontaktandruckfeder 23 gleichzeitig der Führung des abzuschaltenden Stroms. Beim Auftreten eines schweren Kurzschlussstromes zieht sich diese Feder stark zusammen und unterstützt so die elektrodynamischen Stromkräfte beim Öffnen der Elektroden 15, 16. Die flexiblen Leiterstücke 20 werden bei dieser Ausführungsform eingespart.

[0016] Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform sind im Löschstrompfad zwischen Stromkollektor 19 und Stromanschluss 3 ein beweglicher Schlaganker 24 und eine mit dem Schlaganker 24 zusammenwirkende, feststehende Stromschiene 25 angeordnet. Der Schlaganker 24 und Stromschiene 25 bilden ein parallellaufendes Leiterpaar. Der Schlaganker 24 ist oberhalb des Stromkollektors 19 angeordnet und weist Öffnungen auf, durch welche die Elektroden 16 der Vakuumschalter 14 in Richtung der Achse des Druckgasschalters verschieblich geführt sind. Die Stromschiene 25 ist oberhalb des Schlagankers 24 an der Wand des Gehäuses 12 starr befestigt. Die flexiblen Leiterstücke 20 sind vom Stromkollektor 19 an die beiden Enden des Schlagankers 24 geführt. Das Zentrum des Schlagankers 24 ist über ein flexibles Leiterstück 26 mit dem Zentrum der Stromschiene 25 elektrisch leitend verbunden. Eine Feder 27 drückt den Schlaganker 24 gegen die feststehende Stromschiene 25.

[0017] Der beim Ausschalten in den Löschstrompfad kommutierte Strom fliesst - wie durch Pfeile veranschaulicht - im Schlaganker 24 von den beiden Enden ins Zentrum und in der Stromschiene 25 in entgegengesetzter Richtung vom Zentrum nach aussen ins Gehäuse 12. Daher wirkt auf den Schlaganker 24 eine entgegen der Kraft der Feder 27 gerichtete elektrodynamische Kraft. Oberhalb des eingestellten Grenzwertes des abzuschaltenden Stromes führt die elektrodynamische Kraft den Schlaganker 24 mit grosser Geschwindigkeit gegen den Stromkollektor 19. Der Schlaganker 24 schlägt mit grosser Wucht auf den Stromkollektor 19 auf und öffnet so die Elektroden 15, 16 gegen die Kraft der Kontaktandruckfeder 23 schlagartig.

[0018] Bei der in Fig.5 dargestellte Ausführungsform der Schaltvorrichtung nach der Erfindung ist neben dem Modul 13 nur noch der Abbrandkontakt 10 des Druckgasschalters dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäss Fig.1 sind die Vakuumschalter 14 des Moduls 13 und der Abbrandkontakt 10 in Richtung der gemeinsamen Achse der Gehäuse 1 und 12 verschieblich angeordnet. Der von der Kontaktbrücke 17 gehaltene hohle Kontakt 18 ist als Gleitkontakt ausgebildet und kontaktiert den beweglich ausgebildeten Abbrandkontakts 10 bei einem Schaltvorgang ständig.

[0019] Beim Ausschalten wird der Abbrandkontakt 7 von einem nicht dargestellten Antrieb nach unten geführt. Der abzuschaltende Strom kommutiert nach Öffnen des Nennstrompfades in den Löschstrompfad und fliesst vom nach unten geführten Abbrandkontakt 10 über den hohlen Kontakt 18, die Kontaktbrücke 17, die geschlossenen Elektroden 15, 16, den Stromkollektor 19, die flexiblen Leiterstücke 20 und das Gehäuse 12 zum Stromanschluss 3 (linker Teil von Fig.5). Im weiteren Verlauf der Abwärtsbewegung schlägt der Abbrandkontakt 10 auf die Kontaktbrücke 17 auf und führt nun die Kontaktbrücke 17, die Vakuumschalter 14 und den Stromkollektor 19 gegen die Kraft der Kontaktandruckfeder 23 nach unten. Nach einem vorgegebenen weiteren Hub schlägt die Kontaktbrücke 17 auf einen isoliert im Gehäuse 12 gehaltenen Anschlag 28 auf. Die nach unten gerichtete Bewegung der Kontaktbrücke 17 und der feststehenden Teile der Vakuumschalter 14 wird dadurch abrupt gehemmt, wohingegen sich die beweglichen Elektroden 16 der Vakuumschalter 14 und der Stromkollektor 19 weiter nach unten bewegen. Dadurch kommt es zu einem schlagartigen Öffnen der Schaltstellen der Vakuumschalter und zur angestrebten Unterbrechung des abzuschaltenden Stromes.

[0020] Durch Verlängern oder Verkürzen des Hubs der Vakuumschalter 14 können die Vakuumschalter 14 gegenüber dem Druckgasschalter mehr oder weniger stark verzögert geöffnet werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0021] 

1

Gehäuse

2, 3

Stromanschlüsse

4

Gleitkontakt

5

Antrieb

6

Schaltstück

7

Abbrandkontakt

8

Nennstromkontakt

9

Scheibenisolator

10

Abbrandkontakt

11

Nennstromkontakt

12

Gehäuse

13

Modul

14

Vakuumschalter

15, 16

Elektroden

17

Kontaktbrücke

18

Kontakt

19

Stromkollektor

20

Leiterstücke

21

Antriebssystem

22

Flanschverbindungsschrauben

23

Kontaktandruckfeder

24

Schlaganker

25

Stromschiene

26

Leiterstück

27

Feder

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Schalten von elektrischem Strom, enthaltend einen Druckgasschalter, mindestens einen Vakuumschalter (14) und zwei Stromanschlüsse (2, 3), bei der unter Bildung eines Löschstrompfads ein erster Abbrandkontakt (10) des Druckgasschalters mit einer feststehenden Elektrode (15) des mindestens einen Vakuumschalters (14), ein zweiter Abbrandkontakt (7) des Druckgasschalters mit einem ersten (2) beider Stromanschlüsse (2, 3) und eine bewegliche Elektrode (16) des Vakuumschalters (14) mit einem zweiten (3) beider Stromanschlüsse (2, 3) elektrisch leitend verbunden ist, und bei der beim Ausschalten die beiden Abbrandkontakte (7, 10) des Druckgasschalters durch einen Antrieb (5) längs einer Achse voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stromanschlüsse (2, 3) unter Bildung eines parallel zum Löschstrompfad angeordneten Nennstrompfads jeweils mit einem von zwei Nennstromkontakten (8, 11) des Druckgasschalters elektrisch leitend verbunden sind, und dass die beiden Elektroden (15, 16) des mindestens einen Vakuumschalters (14) ohne Verwendung des Antriebs (5) in axialer Richtung voneinander trennbar und mit einer Kontaktandruckkraft beaufschlagt sind, welche unterhalb eines Grenzwertes des beim Ausschalten nach Öffnen der Nennstromkontakte (8, 11) in den Löschstrompfad kommutierten Stroms das Trennen der Elektroden (15, 16) durch elektrodynamische Kräfte verhindert.

2. Vorrichtung zum Schalten von elektrischem Strom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Vakuumschalter (14) in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist.

3. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Vakuumschalter (14) parallel zueinander in den Löschstrompfad geschaltet sind.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Vakuumschalter (14) vorgesehen sind, welche jeweils auf einer Ecke eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumschalter (14) in einem eine Kontaktbrücke (17) und einen Stromkollektor (19) enthaltenden Modul (13) angeordnet sind, dass die feststehenden Elektroden (15) der Vakuumschalter (14) und ein mit einem Gegenkontakt des Druckgasschalters zusammenwirkender Kontakt (18) in elektrisch leitender Weise auf entgegengesetzten Seiten der Kontaktbrücke (17) befestigt sind, und dass die beweglichen Elektroden (16) der Vakuumschalter (16) starr vom Stromkollektor (19) gehalten sind und über den Stromkollektor (19) und mindestens ein flexibles Leiterstück (20) mit dem zweiten Stromanschluss (3) elektrisch leitend verbunden sind.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkollektor (19) Teil eines vom abzuschaltenden Strom betätigbaren Antriebssystems (21) des Moduls (13) ist.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (21) eine auf dem Stromkollektor (19) abgestützte und die beweglichen Elektroden (16) mit KontaktandruckKraft beaufschlagende Feder (23) aufweist.

8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (13) an den Druckgasschalter angeflanscht ist.

9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante der Feder (23) und die trägen Massen des Stromkollektors (19), der starr damit verbundenen beweglichen Elektroden (16) sowie weiterer bewegter Teile des Moduls (13) derart bemessen sind, dass bei einem Ausschaltvorgang ein Schliessen der Elektroden (15, 16) erst nach Unterbrechung des abzuschaltenden Stroms erfolgt.

10. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkraftandruckfeder (23) als Spirale oder Schraube ausgebildet ist und im Löschstrompfad zwischen Stromkollektor (19) und zweitem Stromanschluss (3) angeordnet ist.

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Löschstrompfad zwischen Stromkollektor (19) und zweitem Stromanschluss (3) in Serie geschaltet ein beweglicher Schlaganker (24) und eine mit dem Schlaganker (24) zusammenwirkende feststehende Stromschiene (25) angeordnet sind.

12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Kontaktbrücke gehaltene Kontakt (18) ein Gleitkontakt ist, und dass der mit dem Gleitkontakt zusammenwirkende Gegenkontakt des Druckgasschalters beweglich ausgebildet ist und beim Ausschalten die Vakuumschalter (14) des Moduls (13) solange mitbewegt, bis deren Bewegung durch Aufschlagen auf einen feststehenden Anschlag (28) gehemmt ist.

Claims

1. A device for switching electrical current, containing a compressed gas-blast circuit-breaker, at least one vacuum circuit-breaker (14) and two current connections (2, 3), in which a first erosion contact (10) of the compressed gas-blast circuit-breaker is electrically conductively connected to a stationary electrode (15) of the at least one vacuum circuit-breaker (14), a second erosion contact (7) of the compressed gas-blast circuit-breaker is electrically conductively connected to a first current connection (2) of the two current connections (2, 3) and a movable electrode (16) of the vacuum circuit-breaker (14) is electrically conductively connected to a second current connection (3) of the two current connections (2, 3), thereby forming an extinction current path, and in which, during switching off, the two erosion contacts (7, 10) of the compressed gas-blast circuit-breaker are separated from one another along an axis by a drive (5), characterized in that the two current connections (2, 3) are respectively electrically conductively connected to one of two rated current contacts (8, 11) of the compressed gas-blast circuit-breaker, thereby forming a rated current path which is arranged in parallel with the extinction current path, and in that the two electrodes (15, 16) of the at least one vacuum circuit-breaker (14) can be separated from one another in the axial direction without using the drive (5) and receive a contact pressure force which prevents the separation of the electrodes (15, 16), as a result of electrodynamic forces, below a limit value of the current which is commutated, during switching off, into the extinction current path after the rated current contacts (8, 11) have opened.

2. Device for switching electrical current according to Claim 1, the at least one vacuum circuit-breaker (14) is arranged such that it can be displaced in the axial direction.

3. Switching device according to either of Claims 1 and 2, characterized in that two or more vacuum circuit-breakers (14) are connected in parallel with one another into the extinction current path.

4. Switching device according to Claim 3, characterized in that three vacuum circuit-breakers (14) are provided, each of which is arranged at one corner of an equilateral triangle.

5. Switching device according to either of Claims 3 and 4, characterized in that the vacuum circuit-breakers (14) are arranged in a module (13) which contains a contact bridge (17) and a current collector (19), in that the stationary electrodes (15) of the vacuum circuit-breakers (14) and a contact (18), which interacts with a mating contact of the compressed gas-blast circuit-breaker, are electrically conductively fixed on opposite sides of the contact bridge (17), and in that the movable electrodes (16) of the vacuum circuit-breakers (16) [sic] are rigidly held by the current collector (19) and are electrically conductively connected to the second current connection (3) via the current collector (19) and at least one flexible conductor element (20).

6. Switching device according to Claim 5, characterized in that the current collector (19) is part of a drive system (21), which can be actuated by the current to be disconnected, of the module (13).

7. Switching device according to Claim 6, characterized in that the drive system (21) has a spring (23) which is supported on the current collector (19) and applies contact pressure force to the movable electrodes (16).

8. Switching device according to one of Claims 4 to 7, characterized in that the module (13) is flanged onto the compressed gas-blast circuit-breaker.

9. Switching device according to Claim 8, characterized in that the spring constant of the spring (23) and the inertial masses of the current collector (19), of the movable electrodes (16) which are rigidly connected thereto and also of further moving parts of the module (13) are dimensioned in such a way that, during a switch-off operation, the electrodes (15, 16) are not closed until after the current to be disconnected has been interrupte.

10. Switching device according to either of Claims 8 and 9, characterized in that the contact force [sic] pressure spring (23) is designed as a spiral or helix and is arranged in the extinction current path between the current collector (19) and the second current connection (3).

11. Switching device according to Claim 8, characterized in that a movable striker armature (24) and a stationary busbar (25), which interacts with the striker armature (24), are arranged, connected in series, in the extinction current path between the current collector (19) and the second current connection (3).

12. Switching device according to Claim 2 and one of Claims 4 to 7, characterized in that the contact (18) held by the contact bridge is a sliding contact, and in that the mating contact, which interacts with the sliding contact, of the compressed gas-blast circuit-breaker is designed to be movable and, during switching off, concomitantly moves the vacuum circuit-breakers (14) of the module (13) until their movement is checked as a result of striking a stationary stop (28).

Revendications

1. Dispositif pour commuter un courant électrique, contenant un commutateur de gaz comprimé, au moins un commutateur à vide (14) et deux raccords électriques (2, 3), avec lequel un premier contact pare-étincelles (10) du commutateur à gaz comprimé est relié électriquement avec une électrode (15) fixe de l'au moins un commutateur à vide (14), un deuxième contact pare-étincelles (7) du commutateur à gaz comprimé avec un premier (2) des deux raccords électriques (2, 3) et une électrode (16) mobile du commutateur à vide (14) avec un deuxième (3) des deux raccords électriques (2, 3) en formant une branche de courant d'effacement, et avec lequel, lors d'une coupure, les deux contacts pare-étincelles (7, 10) du commutateur à gaz comprimé sont séparés l'un de l'autre par un entraînement (5) le long d'un axe, caractérisé par le fait que les deux raccords électriques (2, 3) sont chacun reliés électriquement avec l'un des deux contacts de courant nominal (8, 11) du commutateur à gaz comprimé en formant une branche de courant nominal disposée parallèlement à la branche de courant d'effacement, et que les deux électrodes (15, 16) de l'au moins un commutateur à vide (14) peuvent être séparées l'une de l'autre dans le sens axial sans utiliser l'entraînement (5) et sont soumises à une force presseuse de contact, laquelle empêche la séparation des électrodes (15, 16) en raison des forces électrodynamiques en dessous d'une valeur de seuil du courant commuté dans la branche de courant d'effacement après l'ouverture des contacts de courant nominal (8, 11) lors de la coupure.

2. Dispositif pour commuter un courant électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'au moins un commutateur à vide (14) est disposé de manière à pouvoir coulisser dans le sens axial.

3. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que deux ou plusieurs commutateurs à vide (14) sont branchés en parallèle dans la branche de courant d'effacement.

4. Dispositif de commutation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'on prévoit trois commutateurs à vide (14) qui sont chacun disposés sur un coin d'un triangle équilatéral.

5. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que les commutateurs à vide (14) sont disposés dans un module (13) contenant un pont de contact (17) et un collecteur de courant (19), que les électrodes (15) fixes des commutateurs à vide (14) et un contact (18) agissant conjointement avec un contact opposé du commutateur à gaz comprimé sont fixés de manière conductrice sur les côtés opposés du pont de contact (17), et que les électrodes (16) mobiles des commutateurs à vide (14) sont fermement maintenues par le collecteur de courant (19) et elles sont reliées électriquement au deuxième raccord électrique (3) par le biais du collecteur de courant (19) et d'au moins une pièce conductrice (20) souple.

6. Dispositif de commutation selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le collecteur de courant (19) fait partie d'un système d'entraînement (21) du module (13) pouvant être commandé par le courant à couper.

7. Dispositif de commutation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le système d'entraînement (21) présente un ressort (23) venant s'appuyer sur le collecteur de courant (19) et exerçant une force presseuse de contact sur les électrodes (16) mobiles.

8. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que le module (13) est bridé sur le commutateur à gaz comprimé.

9. Dispositif de commutation selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la constante d'élasticité du ressort (23) et les masses d'inertie du collecteur de courant (19), des électrodes mobiles (16) qui y sont solidement reliées ainsi que des autres pièces mobiles du module (13) sont dimensionnées de telle manière que lors d'un processus de coupure, la fermeture des électrodes (15, 16) n'a lieu que lorsque le courant à couper a été interrompu.

10. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que le ressort presseur de contact (23) est réalisé sous la forme d'une spirale ou d'une vis et qu'il est disposé dans la branche de courant d'effacement entre le collecteur de courant (19) et le deuxième raccord électrique (3).

11. Dispositif de commutation selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'un induit de choc (24) mobile et un rail conducteur (25) fixe agissant conjointement avec l'induit de choc (24) sont branchés en série dans la branche de courant d'effacement entre le collecteur de courant (19) et le deuxième raccord électrique (3).

12. Dispositif de commutation selon la revendication 2 et l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que le contact (18) maintenu par le pont de contact est un contact frottant, et que le contact opposé du commutateur à gaz comprimé agissant conjointement avec le contact frottant est mobile et, lors de la coupure, entraîne les commutateurs à vide (14) du module (13) jusqu'à ce que leur mouvement soit arrêté par un choc contre une butée (28) fixe.

Zeichnung